RU2620430C1 - Power grid from polymer composite material - Google Patents
Power grid from polymer composite material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2620430C1 RU2620430C1 RU2015147987A RU2015147987A RU2620430C1 RU 2620430 C1 RU2620430 C1 RU 2620430C1 RU 2015147987 A RU2015147987 A RU 2015147987A RU 2015147987 A RU2015147987 A RU 2015147987A RU 2620430 C1 RU2620430 C1 RU 2620430C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rows
- systems
- lattice
- bundles
- continuous fiber
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
- B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
- B32B7/04—Interconnection of layers
- B32B7/08—Interconnection of layers by mechanical means
Landscapes
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к технологическим процессам, а именно к изготовлению слоистых изделий из полимерных композиционных материалов, и может быть использовано в машиностроении, космической и авиационной технике, в частности, в силовых элементах конструкции и обшивки планера самолета, кузовов автомобилей и т.д.The invention relates to technological processes, namely to the manufacture of layered products from polymer composite materials, and can be used in mechanical engineering, space and aviation technology, in particular, in the power elements of the structure and skin of an airframe, automobile bodies, etc.
Уровень техникиState of the art
В последнее время широкое распространение получили конструкции силовых решеток из полимерных композиционных материалов, которые получают укладкой высокопрочных искусственных волокон с пропиткой смолами и отверждением. При таких способах изготовления силовых решеток можно получить ячейки решетки заданных размеров, что позволяет резко снизить вес и материалоемкость конструкции при сохранении ее прочности. Однако эти методы сегодня являются трудоемкими и дорогостоящими, так как требуют специального оборудования и оснастки. Поэтому наиболее перспективным направлением создания силовых решеток из полимерных композиционных материалов является их изготовление из волокнистых жгутов, которые настрачивают швейными методами, как правило, зигзагообразной строчкой, не разрушающей волокно при проколах иглой на подложку.Recently, designs of power grids made of polymer composite materials, which are obtained by laying high-strength artificial fibers with resin impregnation and curing, have become widespread. With such methods of manufacturing power gratings, it is possible to obtain lattice cells of a given size, which can drastically reduce the weight and material consumption of the structure while maintaining its strength. However, these methods are laborious and expensive today, as they require special equipment and accessories. Therefore, the most promising direction of creating power gratings from polymer composite materials is their manufacture from fiber bundles, which are adjusted using sewing methods, as a rule, in a zigzag stitch that does not destroy the fiber when the needle punctures the substrate.
Известны различные технические решения, связанные с производством силовых решеток композиционных материалов. Известен способ изготовления силовых решеток из полимерных композиционных материалов, который включает укладку волокнистого материала в жесткие каналы твердой формы при наличии полимера (см. патент № US 2010/0065717 A1).There are various technical solutions associated with the production of power grids of composite materials. A known method of manufacturing power grids of polymer composite materials, which includes laying the fibrous material in rigid channels of a solid form in the presence of a polymer (see patent No. US 2010/0065717 A1).
Способ позволяет получать многослойные решетчатые конструкции из систем пересекающихся параллельных рядов жгутов. При этом в местах (точках) пересечения жгутов образуются многослойные узлы утолщения конструкции, которые при формовании уплотняются, что ведет к некачественной пропитке и негативно влияет на прочность силовой решетки. Кроме того, в такой решетке отсутствуют связи между слоями решетки, что снижает прочность на расслоение, сдвиг и удар. Недостатком данного технического решения в силу его специфики является невозможность изготовления сухих преформ силовых решеток, что ограничивает область применения. Кроме того способ является трудоемким и требует дорогостоящего оборудования и оснастки.The method allows to obtain multilayer lattice structures from systems of intersecting parallel rows of bundles. At the same time, at the places (points) of intersection of the bundles, multilayer nodes of thickening of the structure are formed, which are compressed during molding, which leads to poor-quality impregnation and negatively affects the strength of the power grid. In addition, in such a lattice there are no bonds between the layers of the lattice, which reduces the strength of delamination, shear and impact. The disadvantage of this technical solution due to its specificity is the impossibility of manufacturing dry preforms of power grids, which limits the scope. In addition, the method is time-consuming and requires expensive equipment and accessories.
Ближайшим аналогом к заявляемому изобретению является силовая решетка из композитного материала, которая представляет собой заготовку из настроченных волокон на подложку из растворимого материала или полимерной пленки (см. патент US №4867086, D05B 1/00; B32B 7/08). При этом решетка образована настрачиванием двух пересекающихся под углом систем параллельных рядов жгутов с образованием полупетель в краях решетки. Причем на подложку сначала настрачивают одну систему параллельных рядов жгутов, а затем настрачивают под углом к первой вторую систему параллельных рядов жгутов. После изготовления слои подложки с настроченными армирующими жгутами собирают в пакет и подвергают растворению или пиролизу. Полученную сухую волокнистую заготовку силовой решетки подвергают пропитке и формованию известными методами.The closest analogue to the claimed invention is a power grid made of composite material, which is a blank of layered fibers on a substrate of soluble material or a polymer film (see US patent No. 4867086,
Основным недостатком данного технического решения является неустойчивость решетки к воздействию механических нагрузок при эксплуатации, так как структура ячеек решетки выполнена в виде квадратов или ромбов, способных к деформации. Другим важным недостатком такой решетки является отсутствие структурной связи между слоями и закрепленности краев решетки, образованных полупетлями, которые неустойчивы к растяжению.The main disadvantage of this technical solution is the instability of the lattice to the effects of mechanical loads during operation, since the structure of the lattice cells is made in the form of squares or rhombs capable of deformation. Another important drawback of such a lattice is the lack of structural connection between the layers and the fastening of the edges of the lattice formed by half-loops that are unstable to tension.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Задачей изобретения является разработка конструкции силовой решетки из композиционных материалов, которая позволила бы получить максимально большую механическую прочность при обеспечении качества и технологичности.The objective of the invention is to develop the design of the power grid of composite materials, which would allow to obtain the greatest possible mechanical strength while ensuring quality and manufacturability.
Поставленная задача достигается тем, что в силовой решетке из полимерного композиционного материала, содержащей пересекающиеся под углом друг к другу первую, вторую и третью системы параллельно расположенных рядов непрерывных волокнистых жгутов с образованием полупетель в краях решетки, внедренных в жесткое полимерное связующее, первую систему параллельно расположенных рядов непрерывных волокнистых жгутов выполняют проложенной через середины сторон ячеек образованных второй и третьей пересекающимися системами параллельно расположенных рядов непрерывных волокнистых жгутов, при этом углы пересечения параллельно расположенных рядов непрерывных волокнистых жгутов второй и третьей систем с параллельно расположенными рядами непрерывных волокнистых жгутов первой системы выполнены равными от 5° до 85°.The problem is achieved in that in the power grid of a polymer composite material containing the first, second and third systems of rows of continuous fiber bundles intersecting at an angle to each other with the formation of half-loops at the edges of the grid embedded in a rigid polymer binder, the first system is parallel rows of continuous fiber bundles perform laid out through the middle of the sides of the cells formed by the second and third intersecting systems in parallel conjugated series of continuous fiber tows, wherein the angles of intersection parallel rows of continuous fiber bundles of the second and third systems with spaced parallel rows of continuous filamentary tows of the first system are made equal to from 5 ° to 85 °.
Кроме того, силовая решетка из полимерного композиционного материала может быть снабжена по периметру рамкой из настроченных рядов спирально проложенного по внешнему контуру решетки волокнистого жгута, закрепляющей края решетки.In addition, a power grate made of a polymer composite material can be provided around the perimeter with a frame of stitched rows of a fiber bundle spirally laid along the external contour of the grating, securing the edges of the grating.
Способ изготовления силовой решетки из полимерного композиционного материала, содержащей несколько пересекающихся под углом систем параллельно расположенных рядов непрерывных волокнистых жгутов, включающий настрачивание друг на друга строчкой зигзаг на подложку из растворимой ткани или полимерной пленки жгутов.A method of manufacturing a power grating of a polymer composite material containing several parallel-angled rows of continuous fiber bundles intersecting at an angle of systems, including zigzag stitching on top of each other on a substrate of soluble fabric or a polymer film of bundles.
При этом системы параллельно расположенных рядов непрерывных волокнистых жгутов настрачивают из двух или более нитей жгутов, при этом производят настрачивание первой нити жгутов в каждой системе с шагом между параллельными рядами, равным n шагов между рядами сетки, где n - количество нитей жгутов в системе, в выбранном порядке настрачивания систем, после чего в аналогичном порядке выполняют настрачивание последующих нитей каждой из систем. После чего силовую решетку подвергают пропитке и полимеризации.In this case, the systems of parallel-arranged rows of continuous fiber bundles are tuned from two or more strands of strands, while the first strand of strands in each system is tuned with a step between parallel rows equal to n steps between the rows of the grid, where n is the number of strands of bundles in the system, in the selected order of tuning the systems, after which, in the same order, the subsequent threads of each system are tuned. Then the power grid is subjected to impregnation and polymerization.
Такое выполнение позволяет улучшить качество и прочностные характеристики силовой решетки:This embodiment allows to improve the quality and strength characteristics of the power grid:
Перечень чертежейList of drawings
Изобретение иллюстрируется чертежами, на которых:The invention is illustrated by drawings, in which:
на фиг. 1 показана силовая решетка;in FIG. 1 shows a power grid;
на фиг. 2 изображена схема силовой решетки;in FIG. 2 shows a diagram of a power grid;
на фиг. 3-12 показана последовательность укладки рядов жгутов силовой решетки.in FIG. Figure 3-12 shows the sequence of stacking rows of harness harnesses.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Силовая решетка из полимерного композиционного материала, содержащая пересекающиеся под углом друг к другу первую, вторую и третью системы параллельно расположенных рядов непрерывных волокнистых жгутов с образованием полупетель в краях решетки, внедренных в жесткое полимерное связующее.A power lattice made of a polymer composite material containing first, second and third systems of rows of continuous fiber bundles intersecting at an angle to each other with the formation of half-loops at the edges of the lattice embedded in a rigid polymer binder.
Первая система параллельно расположенных рядов непрерывных волокнистых жгутов выполнена проложенной через середины сторон ячеек, образованных второй и третьей пересекающимися системами параллельно расположенных рядов непрерывных волокнистых жгутов.The first system of parallel rows of continuous fiber tows is made laid through the middle of the sides of the cells formed by the second and third intersecting systems of parallel rows of continuous fiber bundles.
При этом углы пересечения параллельно расположенных рядов непрерывных волокнистых жгутов второй и третьей систем с параллельно расположенными рядами непрерывных волокнистых жгутов первой системы выполнены равными от 5° до 85°.In this case, the intersection angles of the parallel rows of continuous fiber bundles of the second and third systems with the parallel rows of continuous fiber bundles of the first system are made from 5 ° to 85 °.
Силовая решетка из полимерного композиционного материала может быть снабжена по периметру решетки рамкой из настроченных рядов спирально проложенного по внешнему контуру решетки волокнистого жгута, закрепляющей края решетки.A power lattice made of a polymer composite material can be equipped with a frame from the lattice rows of stitched rows of a fiber bundle spirally laid along the external contour of the lattice, securing the edges of the lattice.
Способ изготовления силовой решетки из полимерного композиционного материала, содержащей несколько пересекающихся под углом систем параллельно расположенных рядов непрерывных волокнистых жгутов, включает настрачивание друг на друга строчкой зигзаг на подложку из растворимой ткани или полимерной пленки жгутов. После чего силовую решетку подвергают пропитке и полимеризации.A method of manufacturing a power grating made of a polymer composite material containing several parallel intersecting rows of continuous fiber bundles intersecting at an angle of systems involves twisting one another with a zigzag line onto a substrate of soluble fabric or a polymer film of bundles. Then the power grid is subjected to impregnation and polymerization.
Системы параллельно расположенных рядов непрерывных волокнистых жгутов настрачивают из двух или более нитей жгутов, при этом производят настрачивание первой нити жгутов в каждой системе с шагом между параллельными рядами, равным n шагов между рядами сетки, где n - количество нитей жгутов в системе, в выбранном порядке настрачивания систем, после чего в аналогичном порядке выполняют настрачивание последующих нитей каждой из систем.Systems of parallel rows of continuous fiber bundles are tuned from two or more strands of strands, while the first strand of strands in each system is tuned with a step between parallel rows equal to n steps between rows of mesh, where n is the number of strands of bundles in the system in the selected order tuning of the systems, after which, in the same manner, tuning of the subsequent threads of each of the systems is performed.
Пример реализации изобретенияAn example implementation of the invention
Силовая решетка из полимерных композиционных материалов состоит из трех пересекающихся систем параллельно расположенных рядов жгутов 1, 2, 3 (фиг. 1), связанных между собой в узлах пересечения.The power lattice of polymer composite materials consists of three intersecting systems of parallel-arranged rows of
По периметру решетки выполнена монолитная связанная с концами жгутов решетки замкнутая рамка 4 (фиг. 1) в виде параллельных рядов из спирально проложенного по внешнему контуру решетки волокнистого жгута.A closed frame 4 (Fig. 1) in the form of parallel rows of a fibrous bundle spirally laid along the outer contour of the lattice is made along the perimeter of the lattice, connected with the ends of the bundles of the lattice.
Решетка с рамкой выполнены из волокнистых жгутов с пропиткой и отверждением.Lattice with a frame made of fiber tows with impregnation and curing.
2-я и 3-я системы жгутов выполнены из параллельно расположенных на одинаковом расстоянии рядов жгутов, пересекают 1-ю систему под углом от 5° до 85° и от 95° до 185°, так как при углах 0°, 90° и 180° выполнение структуры решетки невозможно из-за наложения жгутов друг на друга.The 2nd and 3rd systems of harnesses are made of rows of harnesses parallel at the same distance, cross the 1st system at an angle of 5 ° to 85 ° and from 95 ° to 185 °, since at angles of 0 °, 90 ° and 180 ° the execution of the lattice structure is impossible due to the overlap of the bundles on each other.
Пересечение жгутов 2-й и 3-й систем образует четырехугольную ячеистую структуру решетки. 1-я система параллельных рядов жгутов (фиг. 1) проложена через середины прилежащих сторон четырехугольных ячеек решетки, которые получены пересечением 2-й и 3-й систем параллельных рядов жгутов. Расстояние между параллельными рядами жгутов и угол пересечения рядов жгутов 1-й системы 2-й и 3-й системами ϕ выбирают таким образом, чтобы расстояние между рядами параллельных жгутов 1-й, 2-й и 3-й систем оставалось одинаковым исходя из условия: S2,3/S1=sin(180-2ϕ)/sinϕ, где S2,3 - расстояние между рядами жгутов во 2-й и 3-й системе; S1 - расстояние между рядами жгутов в 1-й системе; ϕ - угол пересечения рядов жгутов 2-й и 3-й систем с 1-й. Оптимальными углами пересечения 2-й и 3-й системы жгутов с 1-й являются углы 60° и 120°, так как позволяют добиться равного расстояния между рядами стержней в 1-й, 2-й и 3-й системах, при прокладке жгутов 1-й системы через середины прилежащих сторон четырехугольных ячеек, образованных 2-й и 3-й системами жгутов. При других углах пересечения жгутов систем, например при ϕ=45°, произойдет увеличение плотности укладки жгутов в 1-й системе на 30%, что увеличит прочность решетки в данном направлении. Кроме того, при изменении угла ϕ от 60° до 50° и от 120° до 185° будет увеличиваться плотность укладки жгутов первой системы, а от 60° до 85° и от 120° до 85° уменьшаться.The intersection of the harnesses of the 2nd and 3rd systems forms a quadrangular cellular lattice structure. The 1st system of parallel rows of harnesses (Fig. 1) is laid through the middle of the adjacent sides of the quadrangular lattice cells, which are obtained by the intersection of the 2nd and 3rd systems of parallel rows of harnesses. The distance between the parallel rows of harnesses and the angle of intersection of the rows of harnesses of the 1st system of the 2nd and 3rd systems ϕ is chosen so that the distance between the rows of parallel harnesses of the 1st, 2nd and 3rd systems remains the same based on the condition : S 2,3 / S 1 = sin (180-2ϕ) / sinϕ, where S 2,3 is the distance between the rows of bundles in the 2nd and 3rd system; S 1 - the distance between the rows of bundles in the 1st system; ϕ is the angle of intersection of the rows of harnesses of the 2nd and 3rd systems with the 1st. The optimal angles of intersection of the 2nd and 3rd system of bundles with the 1st are angles of 60 ° and 120 °, since they allow to achieve an equal distance between the rows of rods in the 1st, 2nd and 3rd systems, when laying the bundles 1st system through the middle of the adjacent sides of the quadrangular cells formed by the 2nd and 3rd harness systems. At other angles of intersection of the system bundles, for example, at ϕ = 45 °, there will be an increase in the density of laying of bundles in the 1st system by 30%, which will increase the lattice strength in this direction. In addition, when the angle ϕ changes from 60 ° to 50 ° and from 120 ° to 185 °, the density of the bundles of the first system bundles will increase, and from 60 ° to 85 ° and from 120 ° to 85 ° will decrease.
Таким образом, подбирая расстояния S2,3, S1 между жгутами параллельных рядов решетки и варьируя величину угла пересечения систем жгутов ϕ, можно добиться требуемых структурных параметров и прочностных свойств.Thus, choosing the distances S 2,3 , S 1 between the bundles of parallel rows of the lattice and varying the angle of intersection of the bundle systems ϕ, it is possible to achieve the required structural parameters and strength properties.
Решетку выполняют следующим образом.The lattice is as follows.
Силовую решетку выполняют на подложке 5 (см. фиг. 1) из растворимой ткани или полимерной пленки. На подложку строчкой зигзаг непрерывно настрачивают волокнистый жгут 6 (см. фиг. 2) по траекториям 7 (см. фиг. 2) решетки схемы.The power grid is performed on a substrate 5 (see Fig. 1) from a soluble fabric or a polymer film. A fiber bundle 6 (see FIG. 2) along the paths 7 (see FIG. 2) of the circuit lattice is continuously tuned onto the substrate with a zigzag line.
Причем на подложку сначала настрачивают 1-й жгут 6 (см. фиг. 3) 1-й системы параллельных рядов жгутов. 1-й жгут настрачивают по схеме решетки (см. фиг. 3) с расстоянием n шагов рядов жгутов.Moreover, the first harness 6 (see FIG. 3) of the 1st system of parallel rows of harnesses is first tuned to the substrate. The 1st harness is adjusted according to the lattice scheme (see Fig. 3) with a distance of n steps of the harness rows.
Затем на 1-й жгут 1-й системы настрачивают 1-й жгут 6 (см. фиг. 4) 2-й системы под углом ϕ (от 5° до 85° и от 95° до 185° … или 60° и 120°) к настроченной части 1-й системы жгутов с расстоянием n шагов рядов жгутов.Then, on the 1st harness of the 1st system, adjust the 1st harness 6 (see Fig. 4) of the 2nd system at an angle ϕ (from 5 ° to 85 ° and from 95 ° to 185 ° ... or 60 ° and 120 °) to the stitched part of the 1st system of bundles with a distance of n steps of rows of bundles.
Далее на 1-е жгуты 1-й и 2-й системы настрачивают 1-й жгут 6 (см. фиг. 6) 3-й системы под углом ϕ (от 5° до 85° и от 95° до 185° ... или 60° и 120°) к настроченной части 1-й системы жгутов с расстоянием n шагов рядов жгутов.Next, on the 1st harnesses of the 1st and 2nd systems, configure the 1st harness 6 (see Fig. 6) of the 3rd system at an angle ϕ (from 5 ° to 85 ° and from 95 ° to 185 ° .. . or 60 ° and 120 °) to the ground part of the 1st system of harnesses with a distance of n steps of rows of harnesses.
Затем на 1-е жгуты 1-й, 2-й и 3-й системы настрачивают 2-й жгут 6 (см. фиг. 6) 1-й системы параллельных жгутов с расстоянием n шагов рядов жгутов.Then, on the 1st harnesses of the 1st, 2nd and 3rd systems, adjust the 2nd harness 6 (see Fig. 6) of the 1st system of parallel harnesses with a distance of n steps of the harness rows.
Далее на 1-е жгуты 1-й, 2-й, 3-й системы и 2-й жгут 1-й системы настрачивают 2-й жгут 6 (см. фиг. 7) 2-й системы под углом ϕ (от 5° до 85° и от 95° до 185° … или 60° и 120°) к настроченной части 1-й системы жгутов с расстоянием n шагов рядов жгутов.Next, on the 1st harnesses of the 1st, 2nd, 3rd systems and the 2nd harness of the 1st system, configure the 2nd harness 6 (see Fig. 7) of the 2nd system at an angle ϕ (from 5 ° to 85 ° and from 95 ° to 185 ° ... or 60 ° and 120 °) to the stitched part of the 1st system of harnesses with a distance of n steps of rows of harnesses.
Затем на 1-е жгуты 1-й, 2-й и 3-й системы и на вторые жгуты 1-й, 2-й - системы настрачивают 2-й жгут 6 (см. фиг. 8) 3-й системы под углом ϕ (от 5° до 85° и от 95° до 185° … или 60° и 120°) к настроченной части 1-й системы жгутов с расстоянием n шагов рядов жгутов.Then, on the 1st harnesses of the 1st, 2nd and 3rd systems and on the second harnesses of the 1st, 2nd - systems, adjust the 2nd harness 6 (see Fig. 8) of the 3rd system at an angle ϕ (from 5 ° to 85 ° and from 95 ° to 185 ° ... or 60 ° and 120 °) to the ground part of the 1st system of bundles with a distance of n steps of rows of bundles.
Далее на 1-е и 2-е жгуты 1-й, 2-й, 3-й системы настрачивают 3-й жгут 6 (см. фиг. 9) 1-й системы рядов с расстоянием n шагов рядов жгутов.Next, on the 1st and 2nd harnesses of the 1st, 2nd, 3rd systems, configure the 3rd harness 6 (see Fig. 9) of the 1st row system with a distance of n steps of the harness rows.
Затем на 1-е и 2-е жгуты 1-й, 2-й, 3-й системы и 3-й жгут 1-й системы настрачивают 3-й жгут 6 (см. фиг. 10) 2-й системы под углом ϕ (от 5° до 85° и от 95° до 185° … или 60° и 120°) к настроченной части 1-й системы жгутов с расстоянием n шагов рядов жгутов.Then, on the 1st and 2nd harnesses of the 1st, 2nd, 3rd systems and the 3rd harness of the 1st system, adjust the 3rd harness 6 (see Fig. 10) of the 2nd system at an angle ϕ (from 5 ° to 85 ° and from 95 ° to 185 ° ... or 60 ° and 120 °) to the ground part of the 1st system of bundles with a distance of n steps of rows of bundles.
Далее на 1-е и 2-е жгуты 1-й, 2-й, 3-й системы и на 3-е жгуты 1-й и 2-й системы настрачивают 3-й жгут 6 (см. фиг. 11) 3-й системы под углом ϕ (от 5° до 85° и от 95° до 185° … или 60° и 120°) к настроченной части 1-й системы жгутов с расстоянием n шагов рядов жгутов.Next, on the 1st and 2nd harnesses of the 1st, 2nd, 3rd systems and on the 3rd harnesses of the 1st and 2nd systems, adjust the 3rd harness 6 (see Fig. 11) 3 -th system at an angle ϕ (from 5 ° to 85 ° and from 95 ° to 185 ° ... or 60 ° and 120 °) to the ground part of the 1st system of bundles with a distance of n steps of rows of bundles.
Такое исполнение структуры решетки приводит к образованию переплетения жгутов между слоями решетки, что увеличивает ее прочность на сдвиг, удар и расслоение.Such a design of the lattice structure leads to the formation of interweaving of the bundles between the layers of the lattice, which increases its shear, impact and delamination strength.
По периметру решетки по спиральной траектории с параллельно расположенными на равном расстоянии линиями настрачивают жгут в виде закрепляющей рамки 4 (см. фиг. 12), расположенной по краям структуры решетки.Along the perimeter of the lattice in a spiral path with parallel lines equally spaced, adjust the harness in the form of a fixing frame 4 (see Fig. 12) located at the edges of the lattice structure.
Выполнение рамки, закрепляющей края структуры решетки, повышает ее устойчивость к силовым нагрузкам.The implementation of the frame, fixing the edges of the lattice structure, increases its resistance to power loads.
Для получения многослойной силовой решетки после настрачивания трех систем параллельных систем жгутов и закрепляющей рамки операцию настрачивания следующего слоя повторяют.To obtain a multilayer power grating after tuning three systems of parallel harness systems and a fixing frame, the tuning operation of the next layer is repeated.
Жгут от начала до конца изготовления решетки настрачивают непрерывно без обрезки, располагая его при переходе из одного ряда в другой по контуру периметра решетки (см. фиг. 2-10), что также увеличивает прочность решетки.The tourniquet from the beginning to the end of the manufacture of the lattice is tuned continuously without cutting, positioning it when moving from one row to another along the contour of the perimeter of the lattice (see Fig. 2-10), which also increases the strength of the lattice.
В качестве жгута используют: ровинг, нить или ленту из углеродных, стеклянных, базальтовых, арамидных и других видов волокон.As a tow, use: roving, thread or tape made of carbon, glass, basalt, aramid and other types of fibers.
Операцию настрачивания жгута производят не повреждающей волокно жгута зигзагообразной строчкой на швейном оборудовании для технической вышивки в автоматическом режиме по заданной компьютерной программе.The operation of adjusting the tourniquet is performed without damaging the fiber of the tourniquet in a zigzag stitch on sewing equipment for technical embroidery in automatic mode according to a given computer program.
Для настрачивания используют тонкие швейные иглы и нитки из химических волокон или мононити.For sewing, use thin sewing needles and threads of chemical fibers or monofilament.
После изготовления подложку удаляют растворением или пиролизом, а сухую заготовку силовой решетки подвергают пропитке и полимеризации известными способами формования.After manufacturing, the substrate is removed by dissolution or pyrolysis, and the dry workpiece of the power grid is subjected to impregnation and polymerization by known molding methods.
Технический результат, достигаемый при реализации заявляемого изобретения, обеспечивает следующие преимущества.The technical result achieved by the implementation of the claimed invention provides the following advantages.
1. Повышаются эксплуатационные характеристики силовой решетки за счет образования структурной связи между слоями решетки, которая увеличивает ее прочность на сдвиг, удар и расслоение.1. Increased operational characteristics of the power lattice due to the formation of structural bonds between the layers of the lattice, which increases its shear, impact and delamination strength.
2. Повышается устойчивость формы решетки из-за образования в структуре силовой решетки ячеек треугольной формы, которые более устойчивы к деформации по сравнению с ячейками квадратной или ромбической формы.2. Increases the stability of the shape of the lattice due to the formation in the structure of the power lattice of cells of a triangular shape, which are more resistant to deformation compared to cells of a square or rhombic shape.
3. Повышается прочность армирующего каркаса силовой решетки за счет закрепления краев решетки, в результате конструкция обладает жесткостью и прочностью, что облегчает ее установку в изделие.3. Increases the strength of the reinforcing frame of the power grid by fixing the edges of the grid, as a result, the design has rigidity and strength, which facilitates its installation in the product.
4. Обеспечивается качество силовой решетки за счет уменьшения утолщений в местах пересечения настрачиваемых жгутов и выравнивания толщины решетки за счет прокладки одной системы жгутов через середину прилежащих сторон ячеек решетки.4. The quality of the power grate is ensured by reducing thickenings at the intersections of the adjustable harnesses and leveling the thickness of the grating by laying one harness system through the middle of the adjacent sides of the grid cells.
5. Снижается время и себестоимость изготовления за счет автоматизации процесса изготовления.5. The time and cost of manufacturing are reduced by automating the manufacturing process.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015147987A RU2620430C1 (en) | 2015-12-10 | 2015-12-10 | Power grid from polymer composite material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015147987A RU2620430C1 (en) | 2015-12-10 | 2015-12-10 | Power grid from polymer composite material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2620430C1 true RU2620430C1 (en) | 2017-05-25 |
Family
ID=58882428
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015147987A RU2620430C1 (en) | 2015-12-10 | 2015-12-10 | Power grid from polymer composite material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2620430C1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4401495A (en) * | 1981-09-28 | 1983-08-30 | The Boeing Company | Method of winding composite panels |
| US4867086A (en) * | 1988-07-21 | 1989-09-19 | Xerkon, Inc. | Method of making a dry fiber form and composites prepared therefrom |
| RU2265520C1 (en) * | 2004-04-13 | 2005-12-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" | Lamellar sheathing |
| US20100065717A1 (en) * | 2008-08-15 | 2010-03-18 | Wilson Erich A | Method and System For Forming Composite Geometric Support Structures |
| RU2420407C2 (en) * | 2004-09-24 | 2011-06-10 | Иточу Корпорейшн | Thin-layer laminates |
| RU2542294C2 (en) * | 2013-05-15 | 2015-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Lengthy load-bearing structural element of construction beam type from polymer composite material |
-
2015
- 2015-12-10 RU RU2015147987A patent/RU2620430C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4401495A (en) * | 1981-09-28 | 1983-08-30 | The Boeing Company | Method of winding composite panels |
| US4867086A (en) * | 1988-07-21 | 1989-09-19 | Xerkon, Inc. | Method of making a dry fiber form and composites prepared therefrom |
| RU2265520C1 (en) * | 2004-04-13 | 2005-12-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" | Lamellar sheathing |
| RU2420407C2 (en) * | 2004-09-24 | 2011-06-10 | Иточу Корпорейшн | Thin-layer laminates |
| US20100065717A1 (en) * | 2008-08-15 | 2010-03-18 | Wilson Erich A | Method and System For Forming Composite Geometric Support Structures |
| RU2542294C2 (en) * | 2013-05-15 | 2015-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Lengthy load-bearing structural element of construction beam type from polymer composite material |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8600541B2 (en) | Three-dimensional weave-forming method for composites | |
| EP1987185B1 (en) | Three-dimensional textile component structure consisting of high-tensile threads and method for producing said structure | |
| KR100738285B1 (en) | Multiaxially stitched base material for reinforcing and fiber reinforced plastic, and method for preparing them | |
| RU2352697C2 (en) | Fibrous mat and method for production of fibrous mat | |
| Hassanzadeh et al. | Thermoset composites reinforced by innovative 3D spacer weft-knitted fabrics with different cross-section profiles: Materials and manufacturing process | |
| JPS62292181A (en) | Core of ski board reinforced by fiber and apparatus and method for producing the same | |
| DE112009001838T5 (en) | A method for improving the conformability of an uncurled mat and contoured composite components produced by such methods | |
| US20100003881A1 (en) | Methods and apparatus associated with narrow tows fabricated from large-tow preforms | |
| CN103025494A (en) | Pile layer having curved bundles | |
| CN106965425A (en) | A kind of composite adaptively increases and decreases yarn three-dimensional woven method | |
| RU2647765C2 (en) | Multiaxial lattice mesh material | |
| RU2620430C1 (en) | Power grid from polymer composite material | |
| DE102013014586B4 (en) | Knotted net with diagonal weft thread and method of manufacture | |
| DE112009001837T5 (en) | Self-adjusting uncurled scrim and contoured composite components with this | |
| US10252476B2 (en) | Repeating unit, multi-needle machine and method for producing reinforced materials | |
| RU165528U1 (en) | REINFORCED POWER GRILLE FROM POLYMER COMPOSITE MATERIAL | |
| CN102693345A (en) | Method for modeling composite material preform with bionic structure | |
| US20040005435A1 (en) | 3-Dimensionally (3-d) stitched fabrics | |
| EP3714091B1 (en) | Unidirectional laid nonwoven and use thereof | |
| CN102729494A (en) | Composite material with bionic structure and preparation method thereof | |
| DE2314172A1 (en) | Three layer fibre reinforcement - fibres laid without weaving then bonded | |
| US20010011442A1 (en) | Reinforced panel structure | |
| KR20160012199A (en) | High-strength fabric and manufacturing method therefor | |
| EP2873515B1 (en) | Method for manufacturing semi-finished fibre composites | |
| DE102019110640A1 (en) | METHOD FOR PRODUCING COMPOSITE ITEMS FROM UNCURLED FABRICS |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171211 |